java 說清楚可重入鎖、不可重入鎖
可重入鎖
廣義上的可重入鎖指的是可重複可遞迴呼叫的鎖,在外層使用鎖之後,在內層仍然可以使用,並且不發生死鎖(前提得是同一個物件或者class),這樣的鎖就叫做可重入鎖。
我的理解就是,某個執行緒已經獲得某個鎖,可以無需等待而再次獲取鎖,並且不會出現死鎖(不同執行緒當然不能多次獲得鎖,需要等待)。
簡單的說,就是某個執行緒獲得某個鎖,之後可以不用等待而再次獲取鎖且不會出現死鎖。
常見的可重入鎖
Synchronized和ReentrantLock 都是可重入鎖。
可重入鎖的釋放
同一個執行緒獲取同一個鎖,狀態值state會累加,假設state累加到了2,每釋放一次鎖會減1,只有當狀態值state減到0了,其他執行緒才有機會獲取鎖。也就是說,state歸零才是已釋放鎖的標緻。
可重入鎖示例
public class ReentrantTest implements Runnable { @Override public void run() { get(); } public synchronized void get() { System.out.println(Thread.currentThread().getName()); set(); } /** * 遞迴方法 */ public synchronized void set() { System.out.println(Thread.currentThread().getName()); } /** * 這裡的物件鎖只有一個,就是rt物件的鎖。 * 當執行rt的get方法時,該執行緒獲得rt物件的鎖。在get方法內執行set方法時再次請求rt物件的鎖,因為synchronized是可重入鎖,所以又可以得到該鎖。迴圈這個過程。 * 假設不是可重入鎖的話,那麼請求的過程中會出現阻塞,從而導致死鎖。 * @param args */ public static void main(String[] args) { ReentrantTest rt = new ReentrantTest(); // for(;;)模擬無限迴圈 for(;;){ new Thread(rt).start(); } } }
分析:這裡的物件鎖只有一個,就是rt物件的鎖。當執行rt的get方法時,該執行緒獲得rt物件的鎖。在get方法內執行set方法時再次請求rt物件的鎖,因為synchronized是可重入鎖,所以又可以得到該鎖。迴圈這個過程。假設不是可重入鎖的話,那麼請求的過程中會出現阻塞,從而導致死鎖。
死鎖
多執行緒中,不同的執行緒都在等待其它執行緒釋放鎖,而其它執行緒由於一些原因遲遲沒有釋放鎖。程式的執行處於阻塞狀態,不能正常執行也不能正常終止。
執行結果
set()和get()同時輸出了相同的執行緒名稱,也就是說某個執行緒執行的時候,不僅進入了set同步方法,還進入了get同步方法。遞迴使用synchronized也沒有發生死鎖,證明其是可重入的。
可重入鎖的實現原理?
每一個鎖關聯一個執行緒持有者和計數器,當計數器為 0 時表示該鎖沒有被任何執行緒持有,那麼任何執行緒都可能獲得該鎖而呼叫相應的方法;當某一執行緒請求成功後,JVM會記下鎖的持有執行緒,並且將計數器置為 1;此時其它執行緒請求該鎖,則必須等待;而該持有鎖的執行緒如果再次請求這個鎖,就可以再次拿到這個鎖,同時計數器會遞增1;當執行緒退出同步程式碼塊時,計數器會遞減1,如果計數器為 0,則釋放該鎖。
再分析一下上面可重入鎖的例子
遞迴呼叫一次同步程式碼塊,計數器會變為2,整個遞迴呼叫執行完,先退出內層執行減1,再退出外層執行減1。然後釋放鎖。
不可重入鎖
就是某個執行緒已經獲得某個鎖,之後不可以再次獲取鎖,會被阻塞。
設計一個不可重入鎖
public class Lock {
private boolean isLocked = false;
/**
* 加鎖
*/
public synchronized void lock() throws Exception{
while(isLocked){
//當前執行緒釋放鎖,讓出CPU,進入等待狀態,直到被喚醒,才繼續執行15行
wait();
System.out.println("wait");
}
isLocked = true;
}
/**
* 解鎖
*/
public synchronized void unlock(){
isLocked = false;
//喚醒一個等待的執行緒繼續執行
notify();
}
}
測試
public class Test {
Lock lock = new Lock();
public void print() throws Exception{
//加鎖 標記為true
lock.lock();
//釋放鎖->等待 阻塞在16行
doAdd();
lock.unlock();
}
public void doAdd() throws Exception{
lock.lock();
System.out.println("doAdd");
lock.unlock();
}
public static void main(String[] args)throws Exception {
Test test=new Test();
test.print();
}
}
結果:這裡,雖然模擬的是不可重入鎖,實際還是在單執行緒環境中的。當前執行緒執行print()方法首先加鎖 標記為true,接下來釋放鎖->等待 阻塞在16行內部的14行。整個過程中,第一次進入lock同步方法,執行完畢,第二次進入lock同步方法,阻塞等待。這個例子很好的說明了不可重入鎖。